Por Manfred Binder, director de ventas, medición de color en línea, X-Rite
Los paneles de acero y aluminio revestidos son una parte integral de la industria de la construcción, los productos básicos y otras aplicaciones. A medida que las tendencias de diseño se expanden para incluir trabajos de color personalizados con colores nuevos e intrigantes, los fabricantes deben garantizar la precisión y repetibilidad de la primera ejecución. El color debe ser constante en toda la fachada y de un producto a otro.
De esta manera, el color se ha convertido en un criterio de calidad primordial. Si el color no es consistente, es fácilmente discernible. Si un panel en un tejado o en un edificio tiene un tono diferente, se nota inmediatamente. Cuando el color no es consistente, es necesario reelaborar los productos, desecharlos o venderlos con descuento. Esto no sólo afecta los resultados de un fabricante, sino que también puede tener impactos significativos en los esfuerzos de sustentabilidad.
Para el recubrimiento de bobinas, el desafío es identificar la desviación del color desde las primeras etapas de la fabricación. Sin embargo, esto no es fácil para los procesos de fabricación. La velocidad de fabricación significa que los operadores no pueden recordar o identificar el color exacto que sale de la línea. Si se produce una bobina, el operador no tiene posibilidad de ver cambios de color durante el proceso, ya que se van desvaneciendo lentamente. El operador sólo puede notar las diferencias de color cuando las muestras están una al lado de la otra, como si estuvieran montadas en la fachada.
Afortunadamente, los avances en la tecnología de medición del color pueden ayudar a los fabricantes de recubrimientos de bobinas a detectar la desviación del color de inmediato y evitar costosos desperdicios.
Medición en un laboratorio
Los equipos de medición del color miden el color independientemente de las condiciones de luz y del criterio humano. La medición del color se ha convertido en un estándar para todos los laboratorios porque proporciona datos confiables para la inspección entrante de materias primas, así como para la inspección final de las bobinas producidas. Todos los datos se almacenan y, por tanto, son rastreables. El laboratorio es una instancia importante en la que se deben tomar decisiones sobre el color. Es aquí donde los fabricantes formulan y definen los estándares de color del recubrimiento de bobinas. Estos profesionales deben responder preguntas como: "¿Podemos enviar este producto en el color especificado?" o "¿Enviamos el mismo color el mes pasado o el año pasado?" o "¿Nuestro color es consistente tirada tras tirada?"
Pero, ¿cómo ayuda esta información al operador a manejar su máquina? ¡Muy poco! Produce una bobina, cuyo extremo se enrolla. Después de terminar una bobina, se toma una muestra y se lleva al laboratorio. Sólo entonces el operador obtiene el resultado de lo producido. Es como conducir un coche con los ojos cerrados y sólo ocasionalmente mirar la carretera para corregir la dirección. Nadie haría esto porque es demasiado peligroso. Entonces, ¿por qué deberíamos hacer esto en la máquina de recubrimiento?
Cuando se trata de control de calidad, existe un dicho popular: “Sólo puedes controlar lo que mides”. Si el color es importante para un producto, debe medirse en la máquina de producción para permitir que el operador pueda realizar los ajustes correctos antes de que el color salga de las especificaciones.
Los entornos de producción requieren una medición del color en línea
Medir el color en un laboratorio es muy diferente a medir el color en una planta de producción. En un laboratorio, el espectrofotómetro se encuentra en un ambiente limpio y consistente. La temperatura y la iluminación son constantes y hay muy poco polvo. La muestra se enfría a temperatura ambiente y se puede colocar directamente en el espectrofotómetro para una fácil lectura de la medición.
Sin embargo, en la máquina de producción la situación es completamente diferente. Al medir durante la producción, se debe considerar lo siguiente:
• Las medidas deben tomarse sin contacto para no dañar ni rayar la tira de la bobina.
• Las mediciones no se ven influenciadas por las fluctuaciones normales ni por la luz ambiental en la planta de producción.
• La temperatura de la habitación y la tira de la bobina pueden influir en las mediciones de color. Si se mide una bobina caliente, también se deben considerar los valores de color a temperatura ambiente.
• Las mediciones en la línea deben ser tan precisas como en el laboratorio.
• La línea de producción avanza rápidamente.
Medir el color durante la producción de bobinas no es una tarea fácil. Afortunadamente, los avances en el software y la medición del color en línea están haciendo que sea más fácil que nunca controlar y monitorear el color durante el recubrimiento en bobina.
Los espectrofotómetros en línea actuales están montados sobre un haz transversal para medir el color en dirección transversal, sin contacto, durante la producción. Con esta información, el operador de la línea puede controlar la prensa de la línea de recubrimiento y el operador de la cocina de color puede ver cómo se desarrolla el color en la máquina. Si el color comienza a variar, se pueden tomar medidas inmediatas para mantenerlo dentro de los límites especificados.
Donde medir
Al agregar la medición del color en línea al proceso de producción, hay dos lugares donde se puede medir el color:
1. Directamente después del enfriamiento con agua después del recubrimiento final. Al colocar un instrumento en línea aquí se captura información del color en las primeras etapas del proceso de fabricación para predecir cómo se verá el color. Una desventaja es que la bobina todavía está caliente y las lecturas de medición del color deberán recalcularse a temperatura ambiente. Sin embargo, se puede utilizar el software de control de calidad para realizar estos cálculos para lograr una excelente correlación con el sistema de laboratorio. Esto se explica en la sección "Termocromismo" a continuación.
2. Después del acumulador final. Aquí la temperatura es más fresca, pero lamentablemente no estable. Dependiendo de la posición del acumulador, la temperatura puede cambiar, por lo que es necesario controlar el termocromismo. Otra desventaja es que la velocidad de la tira no es constante. Esto no influye en la calidad de la medición del color, pero los puntos de medición en la franja no están distanciados uniformemente, ya que el rayo transversal tiene una velocidad constante.
En definitiva, las ventajas para la medición del color después del enfriamiento con agua son mayores. Cuando sea posible, se recomienda medir después del enfriamiento con agua. La medición después del acumulador sólo debe considerarse cuando no haya espacio disponible antes.
Termocromismo:
Cómo comparar la bobina caliente con el laboratorio
Las especificaciones del producto y las tolerancias de color suelen ser muy estrictas para el recubrimiento de bobinas. Desafortunadamente, el color puede cambiar con la temperatura. Este es un proceso reversible y se llama termocromismo. Por ejemplo, los colores rojo, naranja y amarillo pueden parecer más oscuros y menos saturados a temperaturas más altas.
En la máquina de producción, el recubrimiento se cura en un horno. Al salir del horno la tira está bastante caliente. Incluso el enfriamiento con agua no reducirá la tira a temperatura ambiente. Si la medición del color en línea se realiza aquí, debemos considerar este cambio de color y recalcular los valores medidos a temperatura ambiente.
Los dispositivos en línea, como el X-Rite ERX145, tienen un pirómetro incorporado para medir la temperatura actual de la bobina justo en el punto de medición. El software X-Rite ESWin QC recibe los valores de color con la temperatura real y vuelve a calcular los valores a temperatura ambiente. Incluso cuando cambia la temperatura de la bobina, las mediciones son constantes y corresponden a las mediciones en el laboratorio a temperatura ambiente.
Para especificar el efecto termocrómico, el mismo instrumento se monta sobre una mesa de calentamiento y enfriamiento para uso en el laboratorio. Cada muestra se mide a diferentes temperaturas para calibrar el cambio de color. Los valores medidos en el laboratorio se transfieren directamente a la máquina de producción y se utilizan como estándar. Esto requiere que todos los instrumentos tengan un excelente acuerdo entre instrumentos y una estabilidad a largo plazo.
Independiente o completamente Integrado al Sistema de Producción
Los sistemas en línea pueden funcionar como un dispositivo independiente o estar completamente integrados en el Sistema de control de procesos (PCS). En este caso, el instrumento de medición del color está completamente automatizado sin ninguna actividad del operador. Tan pronto como comienza una nueva producción, el objetivo se transfiere al sensor de color y comienza la medición en línea.
5 pasos para controlar el color en el recubrimiento en bobina
El uso de la medición del color en el laboratorio, en la línea de producción y durante los informes finales de control de calidad ayuda a los fabricantes a lograr un color uniforme de forma más rápida y sencilla. Estos son los cinco pasos que siguen los recubridores de bobinas exitosos.
En el laboratorio, un espectrofotómetro de laboratorio montado sobre una mesa calefactora ayuda al proveedor de pinturas y revestimientos a formular y definir los estándares de color. El estándar se mide mientras se utiliza un sistema de calefacción para mostrar cómo los cambios de temperatura afectarán el color.
Una vez establecido el estándar de color, se comparte con todos los involucrados en el flujo de trabajo, incluido el proveedor, las estaciones de trabajo en la cabina de control de producción, en la línea de recubrimiento de color y en las instalaciones del cliente, de modo que cada usuario tenga acceso a los mismos datos de color.
Una vez que comienza el proceso de recubrimiento de la bobina, los sistemas de medición del color en línea evalúan continuamente la calidad del color en toda la longitud y el ancho de cada bobina. El haz transversal sostiene y mueve el espectrofotómetro en línea en dirección transversal para que pueda medir mientras la bobina se mueve.
Los resultados se comparten en tiempo real, por lo que cualquier persona en la red puede monitorear la calidad y consistencia del color. Si se excede una tolerancia de color, los gráficos y las alertas avisarán a todos antes de que las desviaciones de color se conviertan en un error costoso.
El sistema de medición del color en línea proporciona documentación completa en forma de registros de calidad del color basados en estándares internacionales para garantizar la integridad del programa y la satisfacción del cliente.
Conclusión
En un proceso de producción moderno es necesario medir y controlar todos los parámetros importantes. El color es uno de los parámetros más importantes, ya que todo el mundo notará la diferencia en el producto. Si bien es necesaria una medición en el laboratorio, la información llega demasiado tarde para el operador de la máquina. Sólo las mediciones de color en línea pueden ayudar a los operadores a identificar cambios de color con suficiente antelación para ajustar la máquina de recubrimiento y producir colores consistentes y de alta calidad.
Agregar la medición del color en línea al proceso de recubrimiento de bobinas tiene un retorno de la inversión (ROI) típico de seis meses. Con mediciones automatizadas en tiempo real durante la producción, las empresas dedican menos tiempo a medir tiras manualmente, reducen el desperdicio y ahorran energía. Lo más importante es que la medición del color en línea mejora la calidad general del producto y la satisfacción del cliente. RF
Carpeta de Manfred es el director de desarrollo comercial de medición de color en línea en X-Rite, líder del mercado en medición de color. Tiene 30 años de experiencia en el negocio de medición del color y se especializa en aplicaciones en línea en las industrias del papel, revestimiento de bobinas, plásticos, textiles, vidrio y automoción.
